2025年大学（机械设计制造及其自动化）机械设计综合测试卷及解析

2025年大学（机械设计制造及其自动化）机械设计综合测试卷及解析

（考试时间：90分钟满分100分）班级______姓名______第I卷（选择题，共30分）答题要求：本卷共10小题，每小题3分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。请将正确答案的序号填在题后的括号内。1.机械设计中，强度计算的主要依据是材料的（）。A.弹性模量B.屈服强度C.硬度D.延伸率2.带传动工作时，带中的应力不包括（）。A.拉应力B.弯曲应力C.离心应力D.扭转应力3.普通平键连接的主要失效形式是（）。A.键的剪断B.键的磨损C.工作面的压溃D.键的塑性变形4.一对渐开线标准直齿圆柱齿轮传动，已知中心距a=100mm，传动比i=3，小齿轮齿数z1=20，则大齿轮齿数z2为（）。A.20B.40C.60D.805.设计链传动时，链节数应尽量取（）。A.奇数B.偶数C.质数D.无所谓6.在蜗杆传动中，通常（）为主动件。A.蜗杆B.蜗轮C.两者均可D.视具体情况而定7.滚动轴承的基本额定寿命是指（）。A.在额定动载荷作用下，轴承所能达到的寿命B.在额定静载荷作用下，轴承所能达到的寿命C.一批同型号轴承在相同条件下运转，其中90%的轴承所能达到的寿命D.一批同型号轴承在相同条件下运转，其中50%的轴承所能达到的寿命8.下列不属于机械设计应满足的基本要求的是（）。A.满足预定的功能要求B.满足经济性要求C.满足安全性要求D.满足外观要求9.对于受轴向变载荷作用的紧螺栓连接，在限定螺栓总拉力的情况下，提高螺栓疲劳强度的有效措施是（）。A.增大螺栓刚度，减小被连接件刚度B.减小螺栓刚度，增大被连接件刚度C.增大螺栓刚度和被连接件刚度D.减小螺栓刚度和被连接件刚度10.设计圆柱齿轮传动时，若保持传动比i和中心距a不变，而增大模数m，则齿轮的（）。A.弯曲强度提高，接触强度提高B.弯曲强度不变，接触强度提高C.弯曲强度提高，接触强度不变D.弯曲强度不变，接触强度不变第II卷（非选择题，共70分）二、填空题（共20分）答题要求：本大题共10小题，每小题2分。请在题中的横线上填上正确答案。1.机械设计的一般程序包括计划阶段、______、技术设计阶段和______。2.带传动的打滑现象首先发生在______带轮上。3.普通平键的尺寸应根据______来选择。4.渐开线齿轮传动的可分性是指______。5.链传动的主要失效形式有______、______、______、______和______。6.蜗杆传动的效率包括______、______和______。7.滚动轴承的类型选择应考虑的因素有______、______、______、______和______等。8.螺栓连接的防松方法有______、______和______。9.在设计轴时，一般先按______条件初步确定轴的直径，然后再进行______计算。10.齿轮传动的润滑方式主要有______和______。三、简答题（共20分）答题要求：本大题共4小题，每小题5分。简要回答问题。1.简述机械设计的基本原则。2.带传动中，影响带传动工作能力的因素有哪些？3.简述渐开线齿轮的特点。4.简述滚动轴承的安装和拆卸注意事项。四、分析计算题（共20分）答题要求：本大题共2小题，每小题10分。要求写出详细的计算过程和答案。1.已知一普通V带传动，传递功率P=7.5kW，带速v=10m/s，紧边拉力是松边拉力的2倍，试求紧边拉力F1和松边拉力F2。2.一对标准直齿圆柱齿轮传动，已知模数m=4mm，小齿轮齿数z1=20，大齿轮齿数z2=60，试求：（1）两齿轮的分度圆直径d1、d2；（2）中心距a；（3）齿厚s和齿宽b。五、设计题（共10分）答题要求：根据题目要求进行设计。设计一单级圆柱齿轮减速器，已知电动机功率P=5.5kW，转速n1=1440r/min，传动比i=3，工作机转速n2=480r/min，单向运转，载荷平稳。要求确定齿轮的模数、齿数、分度圆直径、中心距等参数，并画出减速器的装配图（只要求画出大致结构，标注主要尺寸）。答案1.B2.D3.C4.C5.B6.A7.C8.D9.B10.A二、1.方案设计阶段、设计计算阶段2.小3.轴的直径4.两轮的中心距及角速度之比为常数5.链的疲劳破坏、链条铰链的磨损、链的销轴与套筒的胶合、链的过载拉断、链条的静力拉断6.啮合效率、轴承效率、搅油效率7.载荷大小、方向和性质、转速、调心性能要求、安装空间、经济性8.摩擦防松、机械防松、永久防松9.扭转强度、弯扭合成强度10.油润滑、脂润滑三、1.机械设计的基本原则有：满足预定功能要求；满足可靠性要求；满足经济性要求；满足安全性要求；满足操作性要求；满足环保性要求；满足标准化、系列化、通用化要求。2.影响带传动工作能力的因素有：带的类型、带的型号、带轮的材料和结构、带的长度、带的初拉力、传动比、工作环境温度、湿度等。3.渐开线齿轮的特点有：传动比恒定；中心距具有可分性；啮合角不变；齿廓间正压力方向不变；渐开线齿轮加工方便，互换性好。4.滚动轴承安装和拆卸注意事项：安装时要保证安装位置正确，避免强行装配；使用合适的安装工具；注意安装顺序。拆卸时要使用专用工具，避免损坏轴承；拆卸力要均匀，避免损伤轴和轴承座；拆卸后要对轴承和相关部件进行清洗和检查。四、1.由P=F1v-F2v=(F1-F2)v，且F1=2F2，P=7.5kW，v=10m/s，可得：7.5×1000=(2F2-F2)×10，解得F2=750N，F1=2F2=1500N。2.（1）d=mz，d1=4×20=80mm，d2=4×60=240mm；（2）a=(d1+d2)/2=(80+240)/2=160mm；（3）标准直齿圆柱齿轮齿厚s=πm/2=6.28mm，齿宽b一般取b=5m=20mm（可根